定量磁化率成像技术应用于帕金森病人脑铁定量的研究

发布时间：2017-05-12 02:00

  本文关键词：定量磁化率成像技术应用于帕金森病人脑铁定量的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大脑中的铁与多巴胺的合成和代谢密切相关,是人体重要的微量元素,主要分布在灰质中,而过多的铁沉积会引发帕金森氏病(PD)等神经退行性疾病。定量磁化率成像(QSM)技术以磁介质、磁场与相位三者之间的关系为基础,可直观体现人体磁化率分布,尤其在含铁丰富的大脑灰质核团,组织对比更加明显。本文对灰质核团感兴趣区(ROI)磁化率值的自动测量方法进行了试探性研究,并对QSM重建过程中的多回波相位拟合方法进行了改进,最后将改进方法应用于PD病人的大脑核团铁沉积研究。论文的研究内容包含三部分：1.大脑灰质核团磁化率值的自动测量方法研究传统的测量大脑灰质核团磁化率值的方法大都是人工手动画出ROI进行测量。该方法人为因素明显,且工作量大。本文第一部分尝试在前人制作的灰白质分割模板的基础上,经过图像配准获取ROI,自动测量灰质核团磁化率值。自动获取ROI是一次尝试性研究,配准方法还有待改善,今后可在此基础上进一步研究。2.定量磁化率成像多回波相位拟合算法研究QSM技术一般采用多回波梯度回波序列采集相位数据,经加权最小二乘法拟合得到局部磁场分布,最后反演出磁化率图。但采用该算法得到的QSM图,颅底部位以及其他磁化率分布不均匀的区域信噪比较差。本文第二部分对多回波相位拟合方法提出了改进,对不同组织采取不同数目的回波进行相位拟合。具体方法是在拟合之前先进行阈值判断,对多回波进行选择性截断,舍弃因回波时间较长造成的信噪比较低的数据,从而提高颅底的QSM图像质量。3.QSM与R2*技术应用于PD脑铁定量的研究PD是一种常见的神经性疾病,与黑质等核团的铁沉积有关。传统的R2*成像只能通过测量外磁场的变化来间接反映脑铁含量,而QSM技术可直接得到磁化率分布,因此理论上QSM更能准确地反映铁含量。本文第三部分将R2*与QSM技术应用于PD脑铁测量研究中,招募29名PD患者与25名健康被试,分别测量深部灰质核团的R2*值与磁化率值,对两种技术在区分病例组与对照组的敏感性方面进行对比研究。差异性检验结果显示,病例组的黑质磁化率值明显高于对照组,R2*值未发现显著差异,但其他核团的磁化率值与值均未发现显著差异；ROC结果显示,QSM更易区分PD组与对照组,线下面积AUC分别为0.68、0.51；未发现病例组各深部灰质核团的两种测量值与临床运动评分UPDRS-Ⅲ有显著相关性。
【关键词】：定量磁化率成像 自动配准 多回波相位拟合 铁沉积 帕金森氏病
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41;R742.5
【目录】：

• 内容摘要6-8
• ABSTRACT8-15
• 符号说明15-17
• 第一章 绪论17-21
• 1.1 定量磁化率成像发展与现状17-18
• 1.2 论文研究的内容和意义18-21
• 第二章 定量磁化率成像技术与大脑铁含量21-29
• 2.1 大脑中的铁21
• 2.2 神经性疾病中的铁代谢紊乱21-22
• 2.3 测量脑铁含量的常规MRI方法22-25
• 2.3.1 T2、R2测量脑铁含量22-23
• 2.3.2 T2~*、R2~*测量脑铁含量23-24
• 2.3.3 相位图测量脑铁含量24-25
• 2.4 定量磁化率成像测量大脑铁含量25-29
• 2.4.1 脑铁的磁化机制25-26
• 2.4.2 磁化率可直接反映铁含量26-28
• 2.4.3 定量磁化率成像测量脑铁的临床应用28-29
• 第三章 MRI方法在帕金森病诊断中的应用29-40
• 3.1 帕金森病简介29-31
• 3.2 传统MRI方法在帕金森病诊断中的应用31-35
• 3.2.1 T1在帕金森病诊断中的应用31-32
• 3.2.2 DTI在帕金森病诊断中的应用32-33
• 3.2.3 R2在帕金森病诊断中的应用33-34
• 3.2.4 R2~*在帕金森病诊断中的应用34
• 3.2.5 相位图在帕金森氏病诊断中的应用34-35
• 3.3 帕金森病的MRS研究35-38
• 3.3.1 磁共振波谱分析简介35-36
• 3.3.2 MRS在帕金森病诊断中的应用36-38
• 3.4 fMRI在帕金森氏病诊断中的应用38
• 3.5 QSM在帕金森氏病诊断中的应用38-40
• 第四章 大脑灰质核团磁化率值的自动测量方法研究40-47
• 4.1 引言40-41
• 4.2 材料与方法41-43
• 4.2.1 磁共振数据采集41
• 4.2.2 QSM重建41-42
• 4.2.3 ROI获取42-43
• 4.2.4 数据分析43
• 4.3 结果43-45
• 4.4 讨论45
• 4.5 结论45-47
• 第五章 定量磁化率成像多回波相位拟合算法研究47
• 5.1 引言47-56
• 5.2 材料与方法48-51
• 5.2.1 算法48-49
• 5.2.2 磁共振数据采集49-50
• 5.2.3 QSM重建50
• 5.2.4 ROI获取50
• 5.2.5 数据分析50-51
• 5.3 结果51-54
• 5.4 讨论54-55
• 5.5 结论55-56
• 第六章 定量磁化率成像和R2~*定量帕金森病患者脑铁沉积研究56-68
• 6.1 引言56-57
• 6.2 材料与方法57-59
• 6.2.1 被试57
• 6.2.2 磁共振数据采集57-58
• 6.2.3 数据处理与分析58-59
• 6.3 结果59-66
• 6.4 讨论66-67
• 6.5 结论67-68
• 第七章 总结与展望68-71
• 7.1 大脑灰质核团磁化率值的自动测量方法研究的总结与展望68
• 7.2 定量磁化率成像多回波相位拟合算法研究的总结与展望68-69
• 7.3 定量磁化率成像和R2~*定量帕金森病患者脑铁沉积研究的总结与展望69-71
• 参考文献71-79
• 附录科研成果79-80
• 致谢80

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